KR20040064622A - 재사용 가능한 중립 구조군을 갖는 천공 공구 - Google Patents

재사용 가능한 중립 구조군을 갖는 천공 공구 Download PDF

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Abstract

본 발명의 개선된 천공 공구(1)는 하부 공구 베이스 플레이트(7) 및 하부 공구 작동부(8)로 세분되는 하부 공구(3)를 구비한다. 상기 하부 공구 베이스 플레이트(7)는 수용면을 구비하고, 상기 수용면에는 균일한 베이스 면적을 갖는 복수의 하부 공구 작동부(8)들이 위치된다. 상기 하부 공구 작동부(8)와 하부 공구 베이스 플레이트(7) 사이의 분할 공간은, 가공해야할 모든 피가공물에 대해서, 상기 하부 공구 베이스 플레이트(7)는 변화 없이 동일한데 반해, 상기 하부 공구 작동부(8)에는 모든 피가공물의 특정한 디자인들이 존재하도록 배치된다.

Description

재사용 가능한 중립 구조군을 갖는 천공 공구{Punching tool with re-usable, neutral structural groups}
본 발명은 그린 시트(green sheets; 반제품)용 천공 공구에 관한 것이다.
미소성(still-unfired) 시트형 세라믹 기판(그린 시트)에서는, 상기 기판이 예를 들어, 전자 부품 및 도체 트랙용 지지체로 추가로 가공되기 전에, 하나 이상의 부품 또는 관통-접촉 수단용 구멍(hole)들을 임의의 패턴으로 천공할 필요가 있다. 이를 위해, 상기 천공 공구는 다이를 갖는 상부 공구와 절단 플레이트를 갖는 하부 공구를 구비한다. 상기 절단 플레이트는 천공해야할 구멍들이 의도한 지점들에 배치되어 있는 편평한 상부 측면을 구비한다. 이러한 배치구조에 의하면, 복제 가능한 천공 격자를 갖는 부품의 제조가 가능해진다. 이송되는 그린 시트에 따라, 하나의 동일한 공구를 사용하여 상이하게 천공된 패턴 또는 부품의 제조가 가능해진다. 상기 절단 플레이트 아래에는, 상기 절단 플레이트를 기계적으로 지지하고 그에 필요한 매체를 공급하는 공기 분배기 플레이트 및 진공 플레이트가 배치된다.예를 들어, 상기 천공된 구멍으로부터 천공 부스러기(슬러그)를 불어내기 위해, 상기 절단 플레이트의 상기 천공된 구멍들은 압축 공기로 처리되어야만 한다. 또한, 상기 절단 플레이트에는 개구들이 제공되며, 상기 개구들은 상기 그린 시트에 공기 쿠션을 제공하도록 압축 공기를 수용한다. 따라서, 상기 그린 시트의 이송이 보강된다. 상기 천공된 구멍들의 배치와 유사하게, 상기 개구들의 배치는 상기 그린 시트에 천공되는 패턴에 의존한다. 즉, 상기 개구들의 배치는 피가공물에 따라 또는 부품에 따라 결정된다. 결과적으로, 절단 플레이트에 매체를 제공하는 진공 플레이트의 구성도 피가공물에 의존한다. 상기 진공 플레이트는 하부 공구 베이스 플레이트에 의해 지지된다. 상기 하부 공구 베이스 플레이트는 피가공물-특정형 진공 플레이트에 따라 적용된다.
장치가 하나의 피가공물 또는 부품(그린 시트)에서 상이한 천공 격자를 갖는 다른 피가공물로 전환되면, 천공 공구 전체가 교체된다. 새로운 천공 격자를 갖는 부품을 천공하려면, 전체 공구는 처음부터 재구성되게 된다.
본 발명의 목적은 상술한 바를 고려하여 간략화를 제공하는 것이다.
이러한 목적은 본 발명의 천공 공구에 의해 얻어지며, 상기 천공 공구에서, 하부 공구는 피가공물-비특정형 또는 부품-비특정형(workpiece-nonspecific or component-nonspecific) 하부 공구 베이스 플레이트와 피가공물-특정형(workpiece-specific) 하부 공구 작동부로 세분된다. 상이한 피가공물들에 적용하기 위해서는, 단지 하부 공구 작동부만이 교체되면 된다. 상기 하부 공구 베이스 플레이트는 피가공물-비특정형이다. 따라서, 상기 하부 공구 작동부와 상기 하부 공구 베이스 플레이트 사이에는 피가공물-비특정형 분할 지점 또는 계면이 형성된다. 이는, 하나의 피가공물로부터 다른 피가공물로의 교체가 이루어질 경우에, 상기 하부 공구 작동부만을 교체하고 선택적으로 상부 공구 작동부를 전환 또는 조절하도록 할 수 있으며, 상기 천공 공구의 대부분, 즉 상기 하부 공구 베이스 플레이트 및 상기 상부 공구 베이스 플레이트는 교체 없이 지속적으로 사용된다.
상기 하부 공구 베이스 플레이트는 예를 들어, 프레스의 테이블상에 배치되며, 상기 프레스 테이블과 상기 하부 공구 베이스 플레이트 사이에는 피가공물-비특정형 분할 지점이 제공된다. 그러나, 상기 하부 공구에 대한 추가의(제 2의) 피가공물-비특정형 또는 부품-비특정형 분할 지점의 부가적인 제공 때문에, 일련의 상이한 피가공물들을 생산하는데 필요한 기술적인 노력 및 비용의 감소가 가능해진다. 각 부품의 형태에 맞는 상이한 천공 공구를 더이상 보유할 필요가 없다. 상응하는 하부 공구 작동부 및 선택적으로 상부 공구 작동부를 보유하면 충분하다.
한가지 실질적인 장점은, 본질적으로 비용이 드는 소자로서는 상기 하부 공구 베이스 플레이트에 대해 상기 상부 공구 베이스 플레이트를 정밀하게 안내하는 선형 안내 장치와 같은 비특정형 기능 소자만이 보유되면 된다는 점이다. 결과적으로, 상술한 바는, 상기 천공 공구의 상부 공구 및 하부 공구에서, 작동부와 각각의 관련 베이스 플레이트 사이에 피가공물-비특정형 계면이 도입되도록 함으로써 달성된다.
상기 계면은 바람직하게는, 상기 하부 공구 작동부를 지나 측방향으로 돌출하며 수용면으로서 구현되는 평면으로 형성된다. 결과적으로, 상이한 크기의 하부 공구 작동부들이 상기 베이스 플레이트에 고정될 수 있다. 그에 따라, 상기 베이스 플레이트는 측방향으로 배치된 두개의 선형 안내 장치 사이에 공간을 형성하며, 상기 공구를 작동시키는 프레스의 프레스 테이블에 연결된다.
상기 천공 공구는, 상기 하부 공구 작동부를 제외하고는, 천공해야할 특정 피가공물에 무관하게 제작될 수 있다. 이는 구조 및 제조를 현저하게 간소화한다. 또한, 상기 천공 공구가 피가공물-비특정형 공구이면, 상기 천공 공구를 전체 제조 시간을 현저하게 감소시키는 임의의 범위로 보유할 수도 있다.
진공 플레이트는 피가공물에 의해 특정되는 피가공물-특정형 부품들 중의 하나이다. 상기 진공 플레이트의 상측부에는, 그 위에 배치되는 절단 플레이트 및 공기 분배기 플레이트 지지용 교차 부재들이 구비되는 것이 바람직하다. 상기 지지용 교차 부재들 사이에는, 천공 부스러기용 통로들이 제공되며, 상기 통로들은 상기 진공 플레이트에 형성된 깔때기형 부분으로 부스러기를 배출한다. 또한, 상기 진공 플레이트는 진공용 및 압축 공기용 매체 도관을 포함한다. 상기 진공 플레이트는 그 하측부가 상기 하부 공구 베이스 플레이트에 수용된다. 그에 따라 형성되는 계면이 피가공물-비특정형 계면이다. 바닥측에서는, 다양한 피가공물들에 적합한 모든 진공 플레이트들이 본질적으로 해당 피가공물들을 향해 있다.
위에서, 상기 진공 플레이트는 피가공물-특정형 플레이트이다. 즉, 상기 진공 플레이트는 그 위에 배치되는 특정한 공기 분배기 플레이트 및 절단 플레이트에 부합하도록 되어 있다. 상기와 같은 적용은 상기 진공 플레이트의 크기, 지지용 교차 부재들의 개수 및 위치, 진공 또는 압축 공기용 상향 개구들의 개수 및 위치, 및/또는 상기 부스러기 깔때기부의 구성을 고려하여 이루어질 수 있다.
본 발명의 실시예들의 유리한 상세는 도면, 상세한 설명, 또는 특허청구범위로부터 분명해질 것이다.
도 1은 본 발명의 천공 공구의 개략적인 사시도.
도 2는 도 1의 천공 공구의 간략화된 단면도.
도 3은 본 발명의 천공 공구의 하부 공구의 피가공물-특정부의 분해 사시도.
도 4는 도 2의 천공 공구의 하부 공구를 다른 척도로 보다 상세하게 도시한 단면도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
1 : 천공 공구 2 : 상부 공구
3 : 하부 공구 4 : 선형 안내 장치
5, 6 : 선형 안내부 7 : 하부 공구 베이스 플레이트
8 : 하부 공구 작동부 9 : 진공 플레이트
11 : 하측부 12 : 수용면
14, 15 : 도관 16 : 압축 공기 공급 도관
17 : 진공 공급 도관 18 : 통로
19 : 내부공간 21 : 교차 부재
22 : 공기 분배기 플레이트 23 : 압축 공기 도관
24 : 천공 개구 25, 26 : 관통 개구
27 : 중간층 플레이트 28 : 절단 플레이트
29 : 장착 개구 31 : 체결 나사
32 : 개구 33 : 도웰
34 : 상부 공구 베이스 플레이트 35 : 상부 공구 작동부
36 : 다이
도면에는, 본 발명의 예시적인 일실시예가 도시된다.
도 1에는, 상부 공구(2) 및 하부 공구(3)를 포함하는 천공 공구(1)가 도시된다. 상기 천공 공구는 상기 상부 공구(2)가 상하로 이동될 수 있는 상태에서 프레스 테이블상에 위치되는 상기 하부 공구(3)를 지지하는 도시되지 않은 프레스에 설치되도록 되어 있다. 상기 상부 공구(2)는 적어도 두개의 선형 안내부(5, 6)를 포함하는 선형 안내 장치(4)에 의해 정밀하게 지지된다. 상기 선형 안내부들(5, 6)은 예를 들어, 각각 상기 하부 공구(3)상에 견고하게 지지되는 하나의 수직 기둥으로 형성되며, 상기 상부 공구(2)에서의 안내 부시들은 이들 기둥들에 연결된다. 상기 기둥들은 상기 상부 공구(2)의 운동 방향을 따라 서로 평행하게 배치된다.
상기 하부 공구(3)는 하부 공구 작동부(8)를 지지하는 하부 공구 베이스 플레이트(7)를 포함한다. 상기 하부 공구 베이스 플레이트(7)는 전체적으로 피가공물-비특정형 부재이지만, 상기 하부 공구 작동부(8)는 피가공물에 따라 구성되는 피가공물-특정형 부재이다. 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 하부 공구는 편평한 수용면(12)으로서 구성되는 상기 하부 공구 베이스 플레이트(7)의 상측부상에 그 편평한 하측부(11)가 위치되는 진공 플레이트(9)를 포함한다. 상기 수용면은 상기 하부 공구 베이스 플레이트(7)의 상측부 전체에 걸쳐, 또는 적어도 상기 선형 안내부들(5, 6) 사이에 포함된 구역 전체에 걸쳐 연장된다. 상기 수용면(12)은 가능한 모든 하부 공구 작동부에 대해 하나의 균일한 계면으로서 기능하고, 그에 따라 상기 천공 공구(1)의 패턴 의존형 부분들에 대해서 하부 공구를 향한 경계를 형성한다. 도관(14, 15)은 상기 하부 공구 베이스 플레이트(7) 내에 형성되며, 압축 공기와 같은 매체를 상기 하부 공구 작동부(8)에 공급하도록 기능한다. 상기 도관들(14, 15)은 압축 공기 도관들이다. 이행 개구들은 상기 하부 공구 베이스 플레이트(7)의 상측부상에 형성되며, 상기 진공 플레이트(9) 내에 형성된 압축 공기 공급 도관(16, 17)의 입구 개구들과 연통한다. 천공 부스러기를 보다 용이하게 제거하기 위해 진공이 적용되는 통로(18)는 상기 하부 공구 베이스 플레이트(7) 내에 형성된다. 상기 진공 플레이트(7)는 측부들의 벽들에 의해 내부공간(19)을 에워싼다. 상기 압축 공기 공급 도관들(16, 17)은 바람직하게는, 상기 벽들을 통해 상기 진공 플레이트(9)의 상측부까지 수직하게 연장되며, 다수회에 걸쳐 분기되고, 그에 따라 다수의 지점에서 압축 공기를 배출하게 된다. 복수의 교차 부재(21)는 상기 진공 플레이트(9)의 상측부에 형성되며, 특히 도 2 및 도 3에 명확하게 도시된다. 상기 진공 플레이트(9)의 상측부에서, 상기 교차 부재들(21)은 상기 내부 공간(19) 내로 연장되는 통로를 갖는 격자를 형성한다. 상기 교차 부재들(21)의 배치구조는 상기 피가공물에서 이루어지는 천공 구멍들의 배치구조에 의존한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 진공 플레이트(9)의 에지와 상기 교차 부재들(21)은 상부에서 평면을 형성하며, 상기 평면에는 상기 압축 공기공급 도관(16, 17)의 오리피스들이 배치된다. 따라서, 상기 진공 플레이트(9)는 그 하측부는 피가공물-비특정형으로 되며, 그 상측부는 피가공물-특정형 또는 부품-특정형, 즉 패턴-의존형으로 된다.
상기 진공 플레이트(9)에는 상측부에 압축 공기 도관(23)들을 갖는 공기 분배기 플레이트(22)가 연결된다. 상기 도관들은 천공 개구(24)들에 연결되는 편평한 홈으로서 형성된다. 상기 공기 분배기 플레이트(22)는 상기 공급 도관(17)과 연통하는 압축 공기용 관통 개구들(25, 26)을 구비할 수 있다. 밀봉을 위해, 도 3에 명확하게 도시된 바와 같이, 상기 공기 분배기 플레이트(22)와 진공 플레이트(9) 사이에는 중간층 플레이트(27)가 제공될 수 있다. 상기 중간층 플레이트(27)는 밀봉부로서 작용하며, 상기 공기 분배기 플레이트(22)와 진공 플레이트(9)에 부합하는 구멍들 및 개구들을 갖는다. 상기 하부 공구 작동부(8)는 상기 진공 플레이트(9), 공기 분배기 플레이트(22) 및 중간층 플레이트(27)에 더불어, 상기 공기 분배기 플레이트(22)에 그 외형이 일치하는 절단 플레이트(28)를 포함한다. 상기 절단 플레이트(28)에는 천공 개구(24)들, 관통 개구들(25, 26) 및 장착 개구(29)들이 형성되며, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 장착 개구들은 체결 나사(31)들을 수용하도록 기능한다. 추가의 개구(32)들(도 4 참조)은 예를 들어, 상기 절단 플레이트(28)를 조정 및 정렬하기 위한 도웰(33)을 수용하도록 기능한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 상기 상부 공구(2)는 상부 공구 작동부(35)를 지지하는 상부 공구 베이스 플레이트(34)를 포함한다. 상기 상부 공구 작동부에는 서로 평행하게 연장되며 개별적인 천공 개구(24)에 각각 정렬되는 복수의 다이(36)가제공된다. 상기 다이(36)들은 교체 가능하게 및/또는 조절 가능하게 구성된다.
지금까지 설명한 상기 천공 공구(1)는 하기와 같이 기능한다.
작업시에, 그린 시트는 상기 절단 플레이트(28)상에서 상기 공급 도관(17)을 통과하는 압축 공기에 의해 형성된 공기 쿠션상에 위치된다. 실제 천공 작업 전에, 먼저 상기 상부 공구(2)가 하향 이동된다. 이는 상기 절단 플레이트(28)와 상기 상부 공구 작동부 사이에 한정된 공간을 형성한다. 이어지는 천공 작업에 있어서, 상기 다이(36)들은 상기 그린 시트를 관통하고, 각각의 다이는 하나의 원통형 슬러그를 천공한다. 상기 슬러그는 상기 천공 개구(24) 안으로 밀린다. 상기 다이(36)의 관통 깊이는 적어도 상기 압축 공기 도관(23)을 통해 각각의 천공 개구(24)에 공급되는 압축 공기가 상기 다이의 정면 단부로부터 상기 슬러그를 제거할 수 있도록 하기에 충분한 깊이이다. 그러므로, 상기 슬러그는 하향 이동하여 상기 내부공간(19)에 진입되며 상기 통로(18)를 통해 제거된다.
상기 천공 작업은 상술한 바와 같이, 계속해서 반복된다. 먼저, 상기 그린 시트가 예를 들어, 하나의 격자에 의해 오프셋되거나, 새로운 그린 시트가 삽입된다. (상기 "격자(grid)"라는 용어는 본원에서는 구멍 패턴의 매트릭스형 공간배치를 의미한다.)
상기 천공 공구(1)가 상기 절단 플레이트(28)에 의해 달성될 수 없는 상이한 구멍 패턴을 갖는 상이한 부품-의존성 패턴에 대한 것으로 의도되면, 상기 공구(1)는 개조된다. 이는 하부 공구 작동부(8)를 교체하고, 그에 따라 상기 다이(36)들을 조절함으로써 및/또는 상기 상부 공구 작동부(35)를 교체함으로써 행해진다. 상기천공 공구(1)의 다른 부분들은 변경없이 유지된다.
천공 공구들이 상이한 형태의 복수의 부품들에 대한 것들로서 유지되면, 상응하는 상부 공구 및 하부 공구 작동부들만이 부품-특정형 형태로 보존되어야 한다. 상기 천공 공구(1)의 다른 부분들은 변경 없이 동일하게 유지될 수 있다.
본 발명의 개선된 천공 공구(1)는 하부 공구 베이스 플레이트(7) 및 하부 공구 작동부(8)로 세분되는 하부 공구(3)를 구비한다. 상기 하부 공구 베이스 플레이트(7)는 수용면을 구비하고, 상기 수용면에는 균일한 베이스 면적을 갖는 복수의 하부 공구 작동부(8)들이 위치된다. 상기 하부 공구 작동부(8)와 하부 공구 베이스 플레이트(7) 사이의 분할 공간은, 가공해야할 모든 피가공물에 대해서, 상기 하부 공구 베이스 플레이트(7)는 변화 없이 동일한데 반해, 상기 하부 공구 작동부(8)에는 모든 피가공물의 특정한 디자인들이 존재하도록 배치된다.
따라서, 본 발명의 천공 공구는, 상기 하부 공구 작동부를 제외하고는, 천공해야할 특정 피가공물에 무관하게 제작될 수 있으며, 이로 인해, 구조 및 제조가 현저하게 간소화된다.

Claims (10)

  1. 천공 장치의 테이블상에 위치되어 지지되도록 배열되며 피가공물-비특정형(workpiece-nonspecific)으로 구성되는 하부 공구 베이스 플레이트(7)와,
    피가공물-특정형(workpiece-specific)으로 구성되는 하부 공구 작동부(8)와,
    상기 하부 공구 베이스 플레이트(7)에 의해 지지되는 선형 안내 장치(4)와,
    상기 선형 안내 장치(4)에 의해 상기 하부 공구 베이스 플레이트(7)를 향해 및 그로부터 멀리 가동식으로 지지되며 피가공물-비특정형으로 구성되는 상부 공구 베이스 플레이트(34)와,
    피가공물-특정형으로 구성되거나 상이한 피가공물들에 적용할 수 있는 상부 공구 작동부(35)를 포함하는 그린 시트(green sheets)용 천공 공구.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 하부 공구 베이스 플레이트(7)는 상기 하부 공구 작동부(8)를 지나 측방향으로 연장되며 상기 하부 공구 작동부(8)용 수용면(12)으로서 구성되는 편평한 상측부를 구비하는 것을 특징으로 하는 그린 시트용 천공 공구.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 하부 공구 작동부(8) 및 상기 하부 공구 베이스 플레이트(7)는 서로 착탈식으로 연결되는 것을 특징으로 하는 그린 시트용 천공 공구.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 하부 공구 작동부(8)는 진공 플레이트(9), 공기 분배기 플레이트(22), 중간 플레이트(27) 및 절단 플레이트(28)를 구비하는 것을 특징으로 하는 그린 시트용 천공 공구.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 진공 플레이트(9)는 압축 공기 공급 도관(16)들 및 진공 공급 도관(17)들을 포함하는 것을 특징으로 하는 그린 시트용 천공 공구.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 압축 공기 공급 도관(16)들 및 진공 공급 도관(17)들의 경로는 피가공물-특정형이거나 천공 패턴에 의존하는 것을 특징으로 하는 그린 시트용 천공 공구.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 진공 플레이트(9)는 그 하측부(11)에 상기 하부 공구 베이스 플레이트(7)에 대한 접촉면을 구비하는 것을 특징으로 하는 그린 시트용 천공 공구.
  8. 제 5 항에 있어서, 상기 진공 공급 도관(17)들 및 상기 압축 공기 공급 도관(16)들은 상기 하부 공구 베이스 플레이트(7) 내에 제공되는 도관들(14, 15)과 연통하는 것을 특징으로 하는 그린 시트용 천공 공구.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 진공 플레이트(9) 내에는 천공 부스러기용 통로(18)가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 그린 시트용 천공 공구.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 진공 플레이트(9)는 그 상측부에, 상기 공기 분배기 플레이트(22)를 지지하고 상기 공기 분배기 플레이트의 상측부에 형성되는 압축 공기 도관(23)들을 밀봉하기 위한 교차 부재(21)들을 구비하는 것을 특징으로 하는 그린 시트용 천공 공구.
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